玄武巖纖維臨界長(zhǎng)度及增強(qiáng)木塑復(fù)合材料性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)森林資源的不斷減少，一種將木粉與通用型塑料粉末均勻混合經(jīng)過一定的成型加工工藝而制成的新型材料——木塑復(fù)合材料近幾年得到了迅速發(fā)展。木塑復(fù)合材料以其優(yōu)越的性能和便宜的價(jià)格倍受人們的青睞，但是其本身還存在很多缺點(diǎn),例如：木塑復(fù)合材料的加速老化、產(chǎn)品的褪色、力學(xué)性能不足、浸水翹曲等缺陷。
　　玄武巖纖維的性能和價(jià)格介于玻璃纖維和碳纖維之間，除了具有高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)外，玄武巖纖維還具有耐高溫性、抗氧化、絕熱隔音、剪切強(qiáng)度高和適

2、應(yīng)于各種環(huán)境下使用等優(yōu)異性能，其較高的性價(jià)比，使其應(yīng)用得到了迅速地推廣。
　　在外力作用下，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料通過界面進(jìn)行應(yīng)力傳遞才能使纖維和基體應(yīng)力均衡分布。然而纖維增強(qiáng)復(fù)合材料界面能否有效地傳遞應(yīng)力，以賴于基體與纖維增強(qiáng)體之間界面的結(jié)合程度。單纖維拔出實(shí)驗(yàn)是測(cè)定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面性能常用方法之一，其特點(diǎn)是能夠直觀并定量地反映了界面的結(jié)合性能。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論為：
　　1）根據(jù)纖維在復(fù)合材料中的應(yīng)力

3、傳遞理論，提出了纖維臨界長(zhǎng)度lcr。通過分析得到纖維在復(fù)合材料中的受力情況，纖維中段的拉伸應(yīng)力最大，所以纖維斷裂將發(fā)生在中段部分。
　　2）通過Ansys有限元模擬分析，采用“單元死活”的方法APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言有效地模擬了單纖維從基體材料中拔出的全過程，得到纖維的埋入臨界長(zhǎng)度為3.8mm。
　　3）設(shè)計(jì)單纖維拔出實(shí)驗(yàn)試樣制備流程，通過SEM圖片確定纖維的埋入深度，通過大量的重復(fù)性試驗(yàn)得到纖維的埋入臨界長(zhǎng)度為3.0mm。<